综述：通过拉曼微光谱技术分析传染性单核细胞中的淋巴细胞

《Journal of Molecular Structure》：Lymphocytes in infectious mononucleosis analyzed by Raman microspectroscopy

本研究通过拉曼光谱技术分析EB病毒感染单核细胞增多症患者与健康志愿者的白细胞光谱差异，在514.5nm（2000-1500 cm?1及3200-2500 cm?1）和785nm（1700-1000 cm?1）波长下发现特征性光谱峰，证实拉曼光谱可有效区分病毒感染与正常白细胞，为早期诊断提供新方法。

　　这项研究由多位研究人员共同完成，包括Natalia Stach、Aleksandra Kurek、Magdalena Pietruszewska、Gra?yna Biesiada、Jacek Czepiel、Malwina Birczyńska-Zych、Paulina Moskal、Monika Boci?ga-Jasik以及Aleksandra Wese?ucha-Birczyńska。研究团队来自波兰克拉科夫大学化学学院，他们的研究地点是格罗诺斯塔乔瓦街2号，邮政编码为30-387。研究的主要目的是验证拉曼光谱技术是否能够区分健康志愿者与近期感染EBV病毒的患者的白细胞，并探讨该技术是否可用于帮助早期诊断传染性单核细胞增多症。

传染性单核细胞增多症是一种由EBV病毒引起的常见疾病，通常表现为非特异性症状，如喉咙痛、淋巴结肿大、持续发热、全身疲劳和食欲减退。这些症状与流感等其他疾病相似，使得临床诊断变得困难。因此，寻找一种快速、准确的辅助诊断方法具有重要意义。拉曼光谱作为一种非侵入性、无标记的分析技术，近年来在生物医学研究中得到了越来越多的关注。其原理是基于分子振动引起的拉曼散射效应，能够提供关于分子结构和化学组成的信息。拉曼光谱技术的广泛应用得益于其简便性和灵活性，例如样品的准备过程相对简单，适用于多种状态的物质，包括气体、液体和固体。

在本研究中，拉曼光谱被用于分析白细胞的光谱特性，特别是健康志愿者与近期感染EBV病毒的患者的白细胞。研究采用了两种不同波长的激光光源：氩离子激光器（波长为514.5纳米）和HPNIR二极管激光器（波长为785纳米）。这两种激光光源分别用于激发样品，从而获取不同范围内的光谱数据。光谱分析的范围覆盖了3200至300厘米?1，通过这一广泛的光谱范围，研究人员能够捕捉到与细胞结构和化学组成相关的多种信息。

在数据处理过程中，研究团队使用了主成分分析（PCA）方法，这是一种常用的多变量统计分析技术，能够有效降低数据的复杂性并提取主要特征。通过PCA分析，研究人员发现，使用514.5纳米激光线在2000至1500厘米?1以及3200至2500厘米?1的范围内，可以清晰地区分健康与感染的白细胞。同样地，在785纳米激光线的1700至1000厘米?1范围内，也能观察到类似的区分效果。这些结果表明，拉曼光谱技术在识别感染状态方面具有良好的潜力。

研究还发现，感染的白细胞在拉曼光谱中表现出一些特征性峰，包括苯丙氨酸（Phe）、酰胺III（amide III）、核酸和蛋白质的信号。这些特征性峰的出现，反映了在持续的免疫反应过程中，白细胞内部发生了显著的结构和生化变化。通过观察这些峰的位置和强度，研究人员能够获得关于白细胞状态的重要信息。此外，这些变化可能与EBV病毒对B淋巴细胞的感染有关，因为EBV病毒主要通过CD21受体进入B淋巴细胞，并引发细胞裂解或非特异性激活。这一过程会触发宿主的体液免疫反应，导致抗体的产生，从而在免疫系统中产生一系列变化。

本研究的样本来自2022年至2024年期间在克拉科夫大学医院感染科住院的传染性单核细胞增多症患者，共计六名，其中两名女性和四名男性，年龄在20至30岁之间，处于感染的早期阶段。此外，还收集了六名健康志愿者的血液样本。为了确保研究的准确性和代表性，所有样本的采集和处理都遵循了严格的标准。通过这种方式，研究人员能够比较健康与感染状态下的白细胞光谱特征，从而评估拉曼光谱技术在疾病诊断中的应用价值。

在分析过程中，研究人员发现，使用两种不同波长的激光线可以提供更全面的信息。不同的激光波长会对拉曼光谱的特异性产生影响，某些分子系统在特定波长下会更加显著。因此，采用这两种激光线进行分析，可以确保对细胞的多角度观察。这种多波长分析方法不仅提高了数据的分辨率，还增强了对不同细胞成分的识别能力。通过对比不同激光线下的光谱数据，研究人员能够更准确地判断哪些区域的变化与感染状态相关。

研究结果表明，使用514.5纳米和785纳米波长的激光可以有效区分健康与感染的白细胞。这一发现为拉曼光谱技术在传染性单核细胞增多症的早期诊断中提供了重要的支持。由于传染性单核细胞增多症的早期诊断对于及时采取适当治疗和降低并发症风险至关重要，因此，拉曼光谱作为一种辅助工具，可能在临床实践中发挥重要作用。此外，该技术的非侵入性和快速性使其成为一种有前景的诊断手段，特别是在资源有限或需要快速筛查的情况下。

在研究过程中，团队还特别关注了拉曼光谱在不同感染阶段的表现。通过比较不同时间点的光谱数据，研究人员能够观察到感染过程中白细胞的动态变化。这些变化不仅包括细胞结构的改变，还可能涉及生化成分的重新分布。例如，感染可能导致细胞膜脂质的改变，或者蛋白质的结构发生变化，这些变化在拉曼光谱中都可以被检测到。通过这些变化，研究人员能够更好地理解EBV病毒对宿主免疫系统的影响，以及免疫系统在应对感染时的反应机制。

此外，本研究还探讨了拉曼光谱技术在临床诊断中的应用前景。由于传染性单核细胞增多症的诊断通常依赖于血清学检测，如ELISA检测，这些检测方法虽然有效，但可能需要较长时间才能得到结果。相比之下，拉曼光谱技术能够在短时间内提供关于细胞状态的详细信息，从而加快诊断过程。这种快速诊断能力对于需要及时干预的疾病尤为重要，尤其是在感染早期，当临床症状尚不明显时。

本研究的成果为拉曼光谱技术在生物医学领域的应用提供了新的证据。通过分析不同感染状态下的白细胞光谱，研究人员不仅验证了该技术的可行性，还揭示了其在疾病诊断中的潜力。未来的研究可以进一步探索拉曼光谱技术在其他病毒感染或免疫相关疾病中的应用，以扩大其临床价值。同时，该技术的进一步优化和标准化也有助于提高其在实际诊断中的准确性和可靠性。

研究团队还特别强调了该技术的无创性和可重复性。拉曼光谱技术不需要对样品进行复杂的化学处理，因此可以保持细胞的天然状态，从而提供更真实的生物信息。此外，该技术的可重复性使得不同实验室之间的数据对比成为可能，这有助于提高研究的可信度和推广性。在临床应用中，这种无创性和可重复性也使得拉曼光谱成为一种理想的诊断工具，特别是在需要对大量样本进行快速筛查的情况下。

总的来说，这项研究为拉曼光谱技术在传染病诊断中的应用提供了重要的支持。通过分析健康与感染状态下的白细胞光谱，研究人员发现该技术能够有效识别感染相关的特征性变化，这为早期诊断传染性单核细胞增多症提供了新的可能性。随着技术的不断进步和应用的深入，拉曼光谱有望成为一种重要的辅助诊断工具，为临床医学带来新的突破。